CN108997823A - 一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，各组分及重量百分比如下：丙烯酸酯树脂40%～70%；活性单体10%～30%；光引发剂3%～6%；上转换发光材料0.5%～5%；颜料10%～20%；阻聚剂0.05%～0.2%；无机填料1%～3%；分散剂1%～3%；消泡剂0.2%～1%；流平剂0.2%～1%。本发明双重固化体系的手机盖板玻璃油墨具有固化速度快、节约能源、对环境友好、生产成本低等优点。
Description
技术领域
本发明涉及油墨领域，具体为一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨。
背景技术
手机盖板玻璃常用于手机背光遮盖，因此手机盖板玻璃需要涂覆一层遮光油墨从而实现有效遮光。现有传统型手机盖板玻璃黑色油墨为热固化，固化时烘烤时间长，第一道表面干燥时间为5至8分钟，第二道完全固化时间为30分钟，消耗电量大，且含有具有污染性的挥发性有机化合物的溶剂，不环保。虽然现在有采用电子束能量固化的电子束固化油墨，借助电子束做照射能源，与活性液体化学配方进行辐射化学反应，在常温下迅速干燥固化。虽然电子束固化油墨为一种具有发展前途的“绿色”油墨，但是其固化技术存在有以下缺点：如近年来电子束固化设备虽然在价格上有很大程度的降低，但是其设备一次性投入仍然较大，导致企业使用成本增高，不利于在行业中推广使用。
发明内容
为解决目前手机盖板所用传统油墨烘烤时间长、耗电且含有VOCs污染性的溶剂不环保，且电子束固化油墨的固化设备价格昂贵，无法全面量产不利于推广使用的问题，本发明提供了一种快速干燥固化，环保，生产成本低的手机盖板玻璃油墨。
本发明可以通过以下技术方案来实现：
一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，各组分及重量百分比如下：丙烯酸酯树脂40%～70%；活性单体10%～30%；光引发剂3%～6%；上转换发光材料0.5%～5%；颜料10%～20%；阻聚剂0.05%～0.2%；无机填料1%～3%；分散剂1%～3%；消泡剂0.2%～1%；流平剂0.2%～1%。丙烯酸酯树脂具有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性，加入量占40%～70%作为本发明的主要组分，通过加入活性单体10%～30%改善本发明的流变性，使其更容易涂布，且活性单体能将高分子量分子连结一起，且依靠它们的官能度加速完全固化，手机盖板油墨要求印刷膜厚12～14μm，光照固化时需要OD值大于5，这个要求对紫外线光固化是一个极大的挑战，高遮盖度的油墨，对于紫外线几乎是完全不透光，底部不能有效固化，而近红外光穿透力强，穿透厚度达毫米级别、甚至厘米级别，理由其强穿透力，因此加入光引发剂3%～6%和上转换发光材料0.5%～5%相互配合，通过上转换发光材料吸收近红外光发出蓝色光，发射出的蓝色光使光引发剂分解，所述光引发剂在波长430～450nm下都有吸收，产生自由基，从而使底部开始固化，再用395nm波长的LED灯照射，使油墨表层完全固化，本发明加入颜料10%～20%可起到良好遮光作用，同时加入的无机填料1%～3为良好的流变助剂，提高本发明制备得到油墨的流动性和疏水性，在加入阻聚剂0.05%～0.2%、分散剂1%～3%、消泡剂0.2%～1%和流平剂0.2%～1%作为助剂，使油墨涂覆后具有良好的延展性，不会出现气泡，且固化后表面平整光滑。由上述可见，本发明可通过近红外光使底部油墨固化并激发光引发剂分解，从而吸收紫外光使表层完全固化，通过二次照射实现油墨层固化，保证一定印刷厚度的油墨可快速干燥固化，缩短固化所需时间，且无需引入价格昂贵的固化设备，降低企业的生产和使用成本，且所用材料均为环境友好型材料，不会污染环境。
进一步地，各组分及重量百分比如下：丙烯酸酯树脂50%～70%；活性单体15%～25%；光引发剂3%～4%；上转换发光材料2%～3%；颜料11%～14%；阻聚剂0.05%～0.2%；无机填料1%～2%；分散剂1%～2%；消泡剂0.5%～1%；流平剂0.5%～1%。各组分在此添加范围内相互协同达到最佳应用效果，制备得到的油墨具有良好的延展性和流动性，使用时不存在气泡，分别通过近红外光和紫外光照射即可快速完全固化，固化后表面平整光滑且遮光效果好。
进一步地，各组分及重量百分比如下：丙烯酸酯树脂60%；活性单体20%；光引发剂3.5%；上转换发光材料2%；颜料11%；阻聚剂0.1%；无机填料1%；分散剂1%；消泡剂0.5%；流平剂0.9%。此添加比例的各组分相互协同达到最佳应用效果，制备得到的油墨具有良好的延展性和流动性，使用时不存在气泡，分别通过近红外光和紫外光照射即可快速完全固化，固化后表面平整光滑且遮光效果好。
进一步地，所述丙烯酸酯树脂为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、四管能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚丙烯酸酯、二官能度环氧丙烯酸酯中的一种或多种。丙烯酸酯树脂具有优异的丰满度、光泽、硬度、耐溶剂性、耐候性，作为本发明的主成分，所选用的丙烯酸酯在紫外光照射下容易固化成型，且所含有的聚氨酯、环氧基官能团之间可反映形成网状结构，提高固化后油墨层的硬度。
进一步地，所述活性单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-丙烯酰吗啉中的一种或多种。活性单体可改善本发明的流变性，降低油墨的粘度，改善施工性能，使其更容易涂布，且活性单体能将高分子量丙烯酸酯树脂分子连结一起，且二官能度、三官能度及更多官能的活性单体皆很容易形成交联网络，依靠它们的官能度加速完全固化，上述所选用的丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯和N-丙烯酰吗啉均容易交联成网络，使固化后的油墨层硬度良好。
进一步地，所述光引发剂为酰基膦氧化物，所述酰基磷氧化物为苯基双(2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或多种。光引发剂在接受紫外光或可见光照射后，本身发生化学反应，分解为自由基或阳离子，从而引发聚合反应，使油墨组分中的大分子相互聚合从而固化。本发明采用酰基膦氧化物作为光引发剂，其具有引发效率高、固化速度快、无黄化等优点，本发明所选用的三种酰基膦氧化物适合于有色体系的光固化，其光解产物的吸收波长向短波移动，具有光漂白效果，有利于紫外光透过，有利于厚涂层的固化。
进一步地，所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er。NaYF4为目前上转换发光效率最高的基质材料，即镱铒双掺时，Er做激活剂，Yb作为敏化剂。
进一步地，所述颜料为绝缘炭黑，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅。颜料采用绝缘炭黑具有良好的遮光性，疏水性气相二氧化硅具有低吸湿性，很好的分散性，有流变调节能力，改良本发明的涂覆效果。
进一步地，所述分散剂为脂肪酸、脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基酰胺、聚硅氧烷、聚山梨酯和全氟辛酸钠中的一种或多种，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚或2 ,6-二叔丁基对甲酚中的一种或两种。分散剂可提高和改善制备过程中各组分的分散性能，降低粘度，增加组分的载入量，所选用的分散剂为常用物料，市面上均有销售容易获取，价格低廉。添加阻聚剂用于防止聚合作用的进行，避免大分子组分发生聚合反应，使制备得到的油墨有足够的储存期。
进一步地，所述流平剂为聚丙烯酸酯、醋丁纤维素、聚甲基硅氧烷中的一种或多种，所述消泡剂为有机硅消泡剂。本发明加入流平剂使油墨在固化过程中形成平整、光滑、均匀的油墨层，能有效降低油墨表面张力，提高其流平性和均匀性，采用聚丙烯酸酯、醋丁纤维素和聚甲基硅氧烷具有良好的热稳定性，与本发明添加组分之间有良好的相容性和不稳泡性，达到初步消泡效果，加入消泡剂降低油墨表面张力，抑制泡沫产生或消除已产生的泡沫，所选用的有机硅消泡剂表面张力好，化学稳定性好，不容易与其他组分发生化学反应，消泡力强，且对人体无害，提高使用的安全性。
本发明双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，具有如下的有益效果：
第一、双重固化体系，固化速度快；本发明通过加入光引发剂和上转换发光材料使制备得到的油墨能通过近红外光照射后实现底部油墨固化，并且通过上转换发光材料吸收近红外光发出蓝光使光引发剂分解，从而使油墨完全固化，每次固化过程近红外灯光只需照射12～15秒，紫外光灯照射5秒，油墨即完全固化，大大提高固化速度，实现快速固化；
第二、节约能源，保护环境；本发明制备得到的油墨只需要近红外光-紫外光双重固化体系即可实现完全固化，且近红外灯光只需照射12～15秒，紫外光灯照射5秒，照射时间短，大大节约能源，且制备本发明所用材料均为环境友好型，对环境污染小，且不含有挥发性有机化合物，减少环境污染；
第三、生产成本低；本发明所用组分均为市面常见销售的材料，价格低廉，容易获取，生产成本低。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合实施例对本发明作进一步详细的说明。
实施例1
一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，各组分及重量百分比如下：
丙烯酸酯树脂45%，所述丙烯酸酯树脂为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；
活性单体27%，所述活性单体为丙烯酸异冰片酯；
光引发剂4%，所述光引发剂为苯基双(2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦；
上转换发光材料4%，所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er；
颜料15%，所述颜料为绝缘炭黑；
阻聚剂 0.1%，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚；
无机填料2%，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅；
分散剂2%，所述分散剂为脂肪酸；
消泡剂0.5%，所述消泡剂为有机硅消泡剂；
流平剂0.4%，所述流平剂为聚丙烯酸酯。
实施例2
丙烯酸酯树脂60%，所述丙烯酸酯树脂为四管能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯；
活性单体20%，所述活性单体为甲基丙烯酸异冰片酯；
光引发剂3.5%，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦；
上转换发光材料2%，所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er；
颜料11%，所述颜料为绝缘炭黑；
阻聚剂0.1%，所述阻聚剂为2 ,6-二叔丁基对甲酚；
无机填料1%，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅；
分散剂1%，所述分散剂为脂肪酸酯；
消泡剂0.5%，所述消泡剂为有机硅消泡剂；
流平剂0.9%，所述流平剂为醋丁纤维素。
实施例3
丙烯酸酯树脂70%，所述丙烯酸酯树脂为二官能度聚丙烯酸酯；
活性单体12%，所述活性单体为甲基丙烯酸羟乙酯；
光引发剂3%，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯；
上转换发光材料2%，所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er；
颜料10%，所述颜料为绝缘炭黑；
阻聚剂0.05%，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚；
无机填料1%，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅；
分散剂1%，所述分散剂为十二烷基苯磺酸钠；
消泡剂0.55%，所述消泡剂为有机硅消泡剂；
流平剂0.4%，所述流平剂为聚甲基硅氧烷。
实施例4
丙烯酸酯树脂40%，所述丙烯酸酯树脂为二官能度环氧丙烯酸酯；
活性单体30%，所述活性单体为N-丙烯酰吗啉；
光引发剂6%，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯；
上转换发光材料3%，所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er；
颜料14%，所述颜料为绝缘炭黑；
阻聚剂0.2%，所述阻聚剂为2 ,6-二叔丁基对甲酚；
无机填料2.8%，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅；
分散剂2%，所述分散剂为聚氧乙烯烷基酰胺；
消泡剂1%，所述消泡剂为有机硅消泡剂；
流平剂1%，所述流平剂为聚丙烯酸酯和醋丁纤维素按1:1比例混合。
实施例5
丙烯酸酯树脂50%，所述丙烯酸酯树脂为二官能度环氧丙烯酸酯和二官能度聚丙烯酸酯按1:1比例混合；
活性单体23.8%，所述活性单体为丙烯酸异冰片酯；
光引发剂3%，所述光引发剂为2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯；
上转换发光材料3%，所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er；
颜料14%，所述颜料为绝缘炭黑；
阻聚剂0.2%，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚和2 ,6-二叔丁基对甲酚按1:2比例混合；
无机填料2%，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅；
分散剂2%，所述分散剂为聚硅氧烷和全氟辛酸钠按1:1比例混合；
消泡剂1%，所述消泡剂为有机硅消泡剂；
流平剂1%，所述流平剂为聚甲基硅氧烷。
上述实施例1至实施例5制备及实施步骤如下：
步骤1，将丙烯酸酯树脂、活性单体、上转换发光材料、颜料、阻聚剂、无机填料和分散剂按照配方比例混合一起，在常温条件下搅拌1小时；
步骤2，对步骤1的混合材料研磨至细度达到5微米以下，即得黑色色浆；
步骤3，将光引发剂、流平剂和消泡剂加入步骤2制备得到的黑色色浆中，在常温条件下搅拌半小时，即得黑色油墨；
步骤4，将步骤3制备得到的黑色油墨用300目丝网印刷在手机盖板玻璃上，每印刷一次用近红外光照射12秒，并用UV能力达3000mj/cm2的紫外灯照射5秒进行固化，总共印刷两次，即得手机盖板玻璃产品。
按照上述步骤制备得到的手机盖板玻璃分别进行测试，测试结果如下：
通过上述测试结果可见，实施1至实施5制备得到的油墨固化后具有良好的硬度，且附着力强，耐高温，遮光性强，在手机行业中应用前景宽广。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制；凡本行业的普通技术人员均可按说明书所述而顺畅地实施本发明；但是，凡熟悉本专业的技术人员在不脱离本发明技术方案范围内，可利用以上所揭示的技术内容而作出的些许更动、修饰与演变的等同变化，均为本发明的等效实施例；同时，凡依据本发明的实质技术对以上实施例所作的任何等同变化的更动、修饰与演变等，均仍属于本发明的技术方案的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：各组分及重量百分比如下：
丙烯酸酯树脂40%～70%；
活性单体10%～30%；
光引发剂3%～6%；
上转换发光材料0.5%～5%；
颜料10%～20%；
阻聚剂0.05%～0.2%；
无机填料1%～3%；
分散剂1%～3%；
消泡剂0.2%～1%；
流平剂0.2%～1%。
2.根据权利要求1所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：各组分及重量百分比如下：
丙烯酸酯树脂50%～70%；
活性单体15%～25%；
光引发剂3%～4%；
上转换发光材料2%～3%；
颜料11%～14%；
阻聚剂0.05%～0.2%；
无机填料1%～2%；
分散剂1%～2%；
消泡剂0.5%～1%；
流平剂0.5%～1%。
3.根据权利要求2所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：各组分及重量百分比如下：
丙烯酸酯树脂60%；
活性单体20%；
光引发剂3.5%；
上转换发光材料2%；
颜料11%；
阻聚剂0.1%；
无机填料1%；
分散剂1%；
消泡剂0.5%；
流平剂0.9%。
4.根据权利要求1至3任一项所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述丙烯酸酯树脂为三官能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、四管能度脂肪族聚氨酯丙烯酸酯、二官能度聚丙烯酸酯、二官能度环氧丙烯酸酯中的一种或多种。
5.根据权利要求4所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述活性单体为丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸异冰片酯、甲基丙烯酸羟乙酯、N-丙烯酰吗啉中的一种或多种。
6.根据权利要求5所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述光引发剂为酰基膦氧化物，所述酰基磷氧化物为苯基双(2 ,4 ,6-三甲基苯甲酰基)氧化膦、2,4,6-三甲基苯甲酰基-二苯基氧化膦和2,4,6-三甲基苯甲酰基苯基膦酸乙酯中的一种或多种。
7.根据权利要求6所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述上转换发光材料为NaYF4:Yb,Er。
8.根据权利要求5所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述颜料为绝缘炭黑，所述无机填料为疏水性气相二氧化硅。
9.根据权利要求6所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述分散剂为脂肪酸、脂肪酸酯、十二烷基苯磺酸钠、十二烷基硫酸钠、聚氧乙烯烷基酰胺、聚硅氧烷、聚山梨酯和全氟辛酸钠中的一种或多种，所述阻聚剂为对羟基苯甲醚或2 ,6-二叔丁基对甲酚中的一种或两种。
10.根据权利要求7所述的双重固化体系的手机盖板玻璃油墨，其特征在于：所述流平剂为聚丙烯酸酯、醋丁纤维素、聚甲基硅氧烷中的一种或多种，所述消泡剂为有机硅消泡剂。
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